книги из ГПНТБ / Технология поточной обработки виноматериалов

в них принципов непрерывности ведения процесса освет­ ления могут найти применение при комплектации поточных линий.

Частицы взвесей вин на различных этапах технологиче­ ского процесса меняют свои размеры и физико-механиче­ ские свойства, поэтому при выборе вида оборудования не­ обходимо проводить технико-экономическое обоснование принятого способа осветления и соответствие его техноло­ гическим требованиям. Большинство машин и аппаратов либо не нашло в настоящее время практического примене­ ния, как не отвечающие основным требованиям технологии (степень осветления, аэрации и т. д.), либо имеет ограни­ ченное применение из-за низкой производительности и вы­ соких затрат.

Отстаивание. Отстаивают вина с целью осаждения взве­ шенных частиц, выпавших в результате осветления. Его, как правило, проводят при оклейке вин в стационарных резервуарах, оборудованных арматурой для декантиро-4» вания.

Взвеси оклеенных вин представляют собой полидисперсные системы, размеры частиц которых различны как по величине, так и по физико-механическим свойствам и име­ ют неодинаковые скорости осаждения.

Скорость осаждения шарообразных частиц диаметром менее 0,1—0,175 мм в зависимости от вязкости вин опре­ деляется по формуле Стокса.

При отстаивании различают свободное, независимое осаждение отдельных частиц и стесненное осаждение при высокой концентрации твердой фазы в суспензии.

Исходная объемная концентрация взвеси в оклеенных винах составляет 1 — 10% в зависимости от количества введенных осветляющих веществ. Поэтому для крупных частиц, осаждение которых проходит интенсивнее мелких, практически не существует режима свободного осаждения. В нижних слоях отстойников, где концентрация взвеси увеличивается за счет частиц, осевших из верхних слоев, наблюдается наиболее выраженная форма стесненного осаждения, при которой одни частицы увлекают другие, ускоряя процесс. В образующемся «облаке» хлопьев раз­ меры частиц колеблются от очень крупных до чрезвычай­ но мелких. При достаточном сгущении (объемная концен­ трация взвесей свыше 15—20%) такое «облако» действу­ ет почти как фильтр, захватывая все мельчайшие частицы.

Другой особенностью режима стесненного осаждения ' является то, что скорость -осаждения зависит не только от

105

величины и веса частиц, но в большей степени от их кон­ центрации. Скорость стесненного осаждения всегда мень­ ше скорости свободного падения частиц.

Теоретическая скорость стесненного осаждения (Vc) определяется по формуле:

см/сек.

Из уравнения следует, что при объемной концентрации, равной 10%, скорость осаждения массы снижается вдвое по сравнению с их гидравлической крупностью, при объем­ ной концентрации в 25% скорость осаждения снижает­ ся почти в шесть раз.

Степень осветления вин зависит от скорости осаждения мелких частиц, которые определяют длительность процес­ са отстаивания. Их размеры обычно не превышают \1Ъ мкм, а концентрация исчисляется десятыми и сотыми долями процента. Поскольку отстаивание мелких частиц проходит в относительно чистом вине, практически можно принять, что скорости их осаждения равны гидравлической круп­ ности частиц, величины которых определяются по форму­ ле Стокса.

Подсчет времени оседания минеральных частиц в воде и различных типах виноматериалов дал следующие ре­

ных условиях практически отстаиванием можно освободить

106

оклеенные вина от грубых и тонких взвесей дисперсностью не выше 10-4 см. При этом для частиц одного класса ско­ рость осаждения в столовых винах в 1,59 раза больше, чем в крепленых, и в 2,2 раза больше скорости осаждения час­ тиц в десертных виноматериалах.

Длительность седиментации в оклеенных винах зависит от агрегативной устойчивости винных дисперсий. Скорость коагулирования частиц при обработке бентонитом и осо­ бенно желтой кровяной солыо увеличивается при введе­ нии оклеивающих веществ: рыбьего клея, желатины. Про­ цесс осветления длится от 8 до 20 суток.

В последнее время в виноделии широко применяется высокомолекулярный флокулянт — полиакриламид, при введении которого наиболее полно происходит агрегатиро­ вание взвеси в крупные частицы. Длительность осветления сокращается до двух-трех суток.

Несмотря на применение новых высокоэффективных флокулянтов, недостатки, присущие этому методу, в ос­ новном сохраняются. Такой, в частности, как неполное ос­ ветление вин в верхних слоях при быстром осаждении крупных частиц и низкая концентрация исходной суспензии. Кроме того, при использовании стационарных резервуаров каждый раз после декантирования осветленного вина при­ ходится снимать осадок и мыть резервуары. Это ухудшает санитарно-эстетические условия производственных площа­ дей и оборудования, приводит к излишним потерям вин.

Практика показывает, что метод отстаивания не может быть рекомендован к широкому применению при аппара­ турном оформлении линий поточной обработки вин.

Осветление во взвешенной среде осадка. Этот способ нашел широкое применение в ряде отраслей промышлен­ ности, в последние годы внедряется в виноделии.

В основу его положен принцип использования гидроди­ намического явления — стесненного осаждения частиц взвеси, что достигается при направленном движении сус­ пензии в вертикальном резервуаре снизу вверх со скоро­ стью восходящего потока меньшей скорости свободного осаждения частиц.

На основе этого метода в промышленности разработа­ ны различные конструкции отстойников. Наиболее эффек­ тивными из них являются осветлители со взвешенно-кон­ тактной средой, которые широко применяются для непре­ рывного осветления дисперсий от взвешенных в них час­ тиц твердой фазы.

107

Принцип работы осветлителя виден на схеме (рис. 18). Осветлитель состоит из вертикального резервуара 1, раз­ деленного по высоте глухим коническим дном 2 с переточной трубой 3, соединяющей верхнюю часть резервуара (зо­ на коагуляции) с нижней (осадкоуплотнитель). Зона коа­ гуляции оборудована нижним тангенциальным вводом 4,

верхним кольцевым сборником 5 и отводом 6. Осадкоуп­ лотнитель имеет нижний отвод 7 и коммуникацию 8 с ре­ гулирующим вентилем 9.

Работает осветлитель следующим образом. Осветляе­ мая суспензия непрерывно подается через патрубок 4 в

108

зону коагуляции аппарата, где, равномерно распределяясь по его площади, движется снизу вверх со скоростью восхо­ дящего потока меньшей, чем скорость осаждения частиц. При этом наблюдается стесненное осаждение взвеси и об­ разование границы раздела осветленной жидкости и сус­ пензии (взвешенно-контактный слой осадка).

При прохождении сквозь взвешенно-контактный слой жидкость осветляется и, поступая в сборник 5, непрерывно удаляется через отвод 6. Избыток осадка взвешенного кон­ тактного слоя отводится через трубу 3 в осадкоуплотнитель.

Здесь осадок уплотняется и затем непрерывно или пе­ риодически удаляется в отвод 7. Осветленная жидкость по­ ступает из верхней части осадкоуплотнителя через комму­ никацию 8 и удаляется из осветлителя через отвод 6.

Количество суспензии, поступающей из взвешенно-кон­ тактного слоя в осадкоуплотнитель, регулируется венти­ лем 9.

Осветлители наиболее целесообразно применять для очистки неустойчивых дисперсий, частицы твердой фазы которых способны к агрегатированию. Концентрация час­ тиц в контактной среде зоны коагуляции выше исходной, поэтому при поступлении суопензий на осветление в псев­ доожиженном слое происходит коагуляционный процесс прилипания микроскопических частиц взвесей к крупным макроскопическим частицам взвешенного осадка.

Институт «Магарач» провел широкую проверку метода осветления осадка во взвешенной среде в лабораторных условиях (на модели осветлителя, представляющей собой вертикальный цилиндр диаметром 140 мм и высотой около 4 м) и в производственных условиях (на опытных образ­ цах осветлителей диаметром от 1,26 до 2,6 м и высотой зо­ ны коагуляции около 3 м).

Исследованиями установлено, что аппараты этой кон­ струкции можно применять для непрерывного осветления виноматериалов, предварительно обработанных бентони­ том в виде порошка или суспензии, или ЖКС и суспензией бентонита в сочетании с высокоэффективным флокулиру­ ющим веществом — полиакриламидом (ПАА). Данный флокулянт по сравнению с ранее применявшимися коагули­ рующими веществами органического происхождения (жела­ тина, рыбий клей, агар-агар) значительно эффективней воздействует на устойчивость винных дисперсий. Примене­ ние ПАА в сочетании со способом осветления во взвешен­ ной контактной среде клеевых осадков, концентрация ко-

109